基于ADAMS_CAR的麦弗逊悬架优化设计

基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计一、概述本文以悬架系统为研究对象，运用多体动力学理论和软件，从新车型开发中悬架系统优化选型的角度，对悬架系统进行了运动学动力学仿真，旨在研究悬架系统对整车操纵稳定性和平顺性的影响。

文章提出了建立悬架快速开发系统平台的构想，并以新车型开发中的悬架系统优化选型作为实例进行阐述。

简要介绍了汽车悬架系统的基本组成和设计要求。

概述了多体动力学理论，并介绍了利用ADAMS软件进行运动学、静力学、动力学分析的理论基础。

基于ADAMSCar模块，分别建立了麦弗逊式和双横臂式两种前悬架子系统，多连杆式和拖曳式两种后悬架子系统，以及建立整车模型所需要的转向系、轮胎、横向稳定杆等子系统，根据仿真要求装配不同方案的整车仿真模型。

通过仿真分析，研究了悬架系统在左右车轮上下跳动时的车轮定位参数和制动点头量、加速抬头量的变化规律，以及汽车侧倾运动时悬架刚度、侧倾刚度、侧倾中心高度等侧倾参数的变化规律，从而对前后悬架系统进行初步评估。

1. 悬架系统的重要性及其在车辆动力学中的作用悬架系统是车辆的重要组成部分，对车辆的整体性能有着至关重要的作用。

它负责连接车轮与车身，不仅支撑着车身的重量，还承受着来自路面的各种冲击和振动。

悬架系统的主要功能包括：提供稳定的乘坐舒适性，保持车轮与路面的良好接触，以确保轮胎的附着力，以及控制车辆的姿态和行驶稳定性。

在车辆动力学中，悬架系统扮演着调节和缓冲的角色。

当车辆行驶在不平坦的路面上时，悬架系统通过其内部的弹性元件和阻尼元件，吸收并减少来自路面的冲击和振动，从而保持车身的平稳，提高乘坐的舒适性。

同时，悬架系统还能够根据车辆的行驶状态和路面的变化，自动调节车轮与车身的相对位置，确保车轮始终与路面保持最佳的接触状态，以提供足够的附着力。

悬架系统还对车辆的操控性和稳定性有着直接的影响。

通过合理的悬架设计，可以有效地改善车辆的操控性能，使驾驶员能够更加准确地感受到车辆的行驶状态，从而做出更为精确的操控动作。

毕业设计（论文）题目：基于ADAMS/Car的汽车悬架系统动力学建模与仿真分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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２００６年第９期农业装备与车辆工程图１前悬架二维示意图收稿日期：２００６－０５－３０作者简介：刘进伟（１９８０－），男，湖北天门人，武汉理工大学汽车工程学院车辆工程系在校研究生，研究方向：汽车设计方法。

基于ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ的麦弗逊悬架优化设计刘进伟１，吴志新２，徐达１（１．武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉４３００７０；２．中国汽车技术研究中心，天津３００１６２）摘要：汽车悬架系统为一多体系统，部件之间的运动关系十分复杂，传统的人工计算很难将悬架的各种特性表述清楚。

以国产某轿车为例，应用多体运动学与动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ中的ＣＡＲ专业模块建立该车的前后悬架多刚体模型，对其悬架的各种性能进行了仿真分析，研究了悬架几何参数对汽车操纵稳定性的影响，在理论验证的基础上揭示了该悬架的运动规律，在进行优化分析的同时还提出了改进的意见。

关键词：多刚体体动力学；悬架；仿真；ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ中图分类号：Ｕ４６３．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－３１４２（２００６）０９－００３４－０５ＴｈｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＭａｃｐｈｅｒｓｏｎＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＡＤＡＭＳ／ＣＡＲＬｉｕＪｉｎｗｅｉ１，ＷｕＺｈｉｘｉｎ２，ＸｕＤａ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｃａｒｉｓａｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｍｏｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｔｈｅｐａｒｔｓｉｓｖｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｓｏｉｔｂｒｉｎｇｓｍａｎｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆａｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｉｔｈＡＤＡＭＳ／ＣＡＲａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆａｃｅｒｔａｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｃａｒ，ａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｐａｒａｍｅｔｒｉｚｅｓｓｏｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗａｓｕｎｃｏｖｅｒｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｔｈｅｏｒｙ．Ｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｈａｎｄｌｉｎｇａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍ；ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ农业装备与车辆工程ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ２００６年第９期（总第１８２期）Ｎｏ．９２００６（Ｔｏｔａｌｌｙ１８２）０引言麦弗逊式悬架是铰接式滑柱与下横臂组成的悬架形式。

基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化基于悬架系统对汽车舒适性和操稳性的重要影响，本文利用ADAMS仿真软件对麦弗逊式独立悬架进行动力学仿真与优化。

根据麦弗逊式独立悬架的CATIA模型及硬点，首先在ADAMS/Car模块中搭建悬架的物理模型，然后进行仿真分析，再利用后处理模块ADAMS/PostProcessor模块查看仿真结果，得到有关悬架性能的曲线，包括四轮定位参数曲线，并对分析不合理的车轮前束角通过ADAMS/Insight模块进行了进一步的优化，最终明显提高了汽车的舒适性和操稳性。

标签：ADAMS；麦弗逊；悬架；仿真；优化Abstract：In view of the important influence of suspension system on the comfort and stability of vehicle，simulation analysis and optimization of MacPherson suspension system are carried out by ADAMS. Firstly，based on the CATIA model and the hard points of MacPherson independent suspension，the model of MacPherson independent suspension is built by the ADAMS/Car. Then the simulation analysis is carried out and the simulation results are gained by the ADAMS/Postprocessor. The results get the suspension performance curve，including the four-wheel positioning parameter curve. Finally，the experiments prove obviously on improving the comfort and stability of vehicle through analyzing the unreasonable wheel toe Angle by ADAMS/ Insight.Key words：ADAMS；MacPherson；suspension；simulation；optimization一、引言近些年来，汽车行业的迅速发展推动了汽车技术的不断完善，促使汽车的舒适性和操稳性能也在不断提高，不断满足人们对于汽车性能的要求。

基于ADAMS的麦弗逊前悬架优化研究作者：江苏大学汤靖高翔陆丹提要：针对厂家反映的汽车前轮磨损严重的问题，以多体系统动力学理论为基础，应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS的Car 专业模块建立该皮卡车麦弗逊式前悬架多体系统模型，并采用ADAMS/Insight 模块进行性能分析，找出磨损严重的原因，同时进一步进行悬架布置优化设计，最终得出优化的悬架布置方案，较好地解决了轮胎磨损的问题。

关键词：汽车CAD；ADAMS；麦弗逊悬架；多体动力学0 引言麦弗逊独立悬架具有结构简单、非簧载质量小、发动机及转向系易于布置、适合于同多种形式的弹簧相匹配以及能实现车身高度的自动调节等优点。

但是，由于主销轴线位置在减振器与车身连接铰链中心和横摆臂与转向节连接铰链中心的连线上，因此当悬架在变形时，主销轴线也随之改变，前轮定位参数和轮距也都会相应改变，且变化量可能很大。

因此，如果悬架结构设计不当，就会大大影响汽车产品的使用性能(如转向沉重、摆振、轮胎偏磨、影响轮胎使用寿命等)[1]。

某客货两用皮卡车的前悬采用的是麦弗逊悬架，厂家反映存在该悬架轮胎磨损非常严重，为解决此问题，我们借助ADAMS/Car 专业模块，构建该悬架的电子样机模型，使用ADAMS/Insight 试验设计与分析模块进行虚拟试验，并进行了优化设计。

机械系统动力学仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of MechanicalSystem）中的Car 专业模块是MSC 与Audi、BMW、Renault、和Volvo等公司合作开发的整车设计软件包，整合了他们在汽车设计、开发方面的经验，能够帮助工程师快速建造高精度的包括车身、悬架系统、传动系统、引擎、转向机构、制动系统等子系统在内的参数化虚拟汽车模型。

ADAMS/Insight 功能扩展模块是ADAMS 基于网页的试验设计与分析模块，能对仿真进行实验设计，使用户可以更精确地对设计进行量化研究，应用ADAMS/Insight，我们可以很方便地进行一系列的仿真试验，从而精确地预测所设计的复杂的机械系统在各种工作条件下的性能，并对试验结果提供专业化的统计结果[2]。